Наука12 ноември 2021

На Луната има кислород за милиарди земляни за 100 000 години напред

Но е в „плен" на реголита, учените умуват как да го освободят

Снимка: Wikimedia.org

През октомври Австралийската космическа агенция и НАСА подписаха споразумение за изпращане на австралийски роувър до Луната по програмата Artemis, с цел събиране на лунни скали. Анализирането им ще покаже дали от тях може да се извлече кислородът и естественият ни спътник да получи атмосфера като земната.

Въпреки че Луната има атмосфера, тя е много тънка и се състои предимно от водород, неон и аргон. Тя не може да поддържа живи земните обитатели, които са зависими от кислород. Но...

Оказва се, че на Луната има много кислород. Просто не е в газообразна форма. Съдържа се в огромни количества в реголита – слой от скала и фин прах, който покрива повърхността на Луната. Минерали като силициев диоксид, алуминий и железни и магнезиеви оксиди доминират в пейзажа на Луната. Всички те съдържат кислород, но не във форма, до която нашите бели дробове имат достъп.

На Луната тези минерали съществуват в няколко различни форми, включително като твърди скали, прах, чакъл и камъни, покриващи повърхността. Тази материя се е образувала от ударите с метеорити, разбиващи се в лунната повърхност в продължение на хилядолетия.

Някои хора наричат повърхностния слой на естествения ни спътник лунна "почва", но това не е точен термин. Почвата, каквато я познаваме, е доста вълшебно нещо, което се среща само на Земята. Създадена е от огромен набор от организми, работещи върху основния материал на почвата – реголит, извлечен от твърда скала – в продължение на милиони години. Резултатът е матрица от минерали, които не са присъствали в оригиналните скали. Почвата на Земята е пропита със забележителни физически, химични и биологични характеристики. Междувременно на повърхността на Луната има основно реголит в оригиналната си, недокосната форма.

Реголитът на Луната се състои от приблизително 45 процента кислород. Но той е здраво свързан с минералите, споменати по-горе. За да се разкъсат тези силни връзки, трябва да се вложи енергия.

Процесът се нарича електролиза. На Земята този процес обикновено се използва в производството, например на алуминий. Електрически ток се пропуска през течна форма на алуминиев оксид чрез електроди, за да се отдели алуминия от кислорода. В този случай кислородът се произвежда като страничен продукт. На Луната кислородът би бил основният продукт, а извлеченият алуминий (или друг метал) би бил потенциално полезен страничен продукт.

За целта е нужна много много енергия. И мощно промишлено оборудване. Предизвикателство е голямо. По-рано тази година базираната в Белгия стартираща компания Space Applications Services обяви, че изгражда три експериментални реактора за подобряване на процеса на производство на кислород чрез електролиза. Те очакват да изпратят технологията на Луната до 2025 г. като част от мисията на Европейската космическа агенция за използване на ресурси на място (ISRU) .

Всеки кубичен метър лунен реголит съдържа средно 1,4 тона минерали, включително около 630 килограма кислород. НАСА казва, че хората трябва да дишат около 800 грама кислород на ден, за да оцелеят. Така че 630 кг кислород ще поддържат човек жив за около две години (или малко повече).

Сега нека приемем, че средната дълбочина на реголита на Луната е около 10 метра и че можем да извлечем оттам целия кислород. Това означава, че горните 10 метра от повърхността на Луната ще осигурят достатъчно кислород, за да издържат всички 8 милиарда души на Земята за около 100 000 години.

Джон Грант , преподавател по почвознание, Southern Cross University, The Conversation

Прочети за българската следа на Луната в този брой